县域耕地数量·质量及时空变化分析研究——以广东省新兴县为例

缑武龙， 李文方， 黄梓浩，黄翠婷

(广东友元国土信息工程有限公司，广东广州 510642)



县域耕地数量·质量及时空变化分析研究

——以广东省新兴县为例

缑武龙， 李文方， 黄梓浩，黄翠婷

(广东友元国土信息工程有限公司，广东广州 510642)

以广东省新兴县为例，基于2010～2013年土地利用变更数据和耕地质量等别更新评价数据，分析了新兴县耕地数量、质量及其空间变化特征和变化原因。结果表明，从数量上看，2010～2013年新兴县耕地数量呈现减少的趋势，耕地利用动态变化度相对较小，耕地增加主要来源于有林地，耕地减少以建设用地为主；从质量上看，2010～2013年新兴县耕地质量整体呈现逐渐升高的趋势，区域耕地质量等别变化差异明显；从变化原因上看，土地开发、建设占用和耕地质量建设是耕地变化的3大主要原因。

耕地；数量；质量等别；时空变化

随着我国社会经济的快速发展，新增建设用地不可避免地要占用到耕地资源。这些耕地大部分都是生产力较高的优质耕地，而耕地后备资源的枯竭，更使得耕地资源供需矛盾日益突出，影响着我国粮食安全。大力推进耕地数量质量管理、保护和监督水平是政府部门应尽的职责，而掌握耕地数量质量时空格局变化同样是政府科学决策的重点考虑的问题之一。笔者以广东省新兴县为研究对象，从耕地数量、质量及其空间变化研究出发，分析了耕地数量、质量时空格局变化特征，以期为制定区域耕地保护和土地整治对策提供科学依据。

1　数据来源和研究方法

1.1研究区概况新兴县位于广东省中部偏西，与珠江三角洲相邻，地处111°57′37″～112°31′32″E、22°22′46″～22°50′36″N，东、南面与佛山、江门相邻，西南连阳江，东北接肇庆，地理位置十分优越。全县南北相距51 km，东西宽56 km，土地总面积152 071.65 hm2。新兴县隶属于云浮市，辖12个镇1个国营林场，即新城镇、水台镇、车岗镇、东成镇、稔村镇、太平镇、六祖镇、大江镇、河头镇、天堂镇、簕竹镇、里洞镇及良洞迳林场。

新兴县境内地势西南高、东北低，南部多高山，海拔多在500 m以上，最高的天露山海拔1 250.7 m。中东部为起伏的丘陵，海拔20～100 m，耕地较平坦。北部地势较低，使得众多河流多由东、南、西向北汇流新兴江注入西江。组成新兴县的岩石主要是花岗岩，还有砂页岩、石灰岩、变质岩和近代冲积物。新兴县位于北回归线以南，离南海约百余公里，属亚热带季风型气候，季节分明，日照充足，雨量充沛，无霜期长。新兴县的主要河流为新兴江，发源于该县南部山区，由南向北，流经新兴、云浮、高要，于肇庆市南岸附近注入西江。

1.2数据来源耕地面积数据来源于新兴县2010～2013年土地利用变更调查成果。新兴县耕地质量等别状况，按照广东省耕地质量等别年度更新评价要求，其数据来源于广东省国土资源厅认可的新兴县耕地质量等别成果补充完善及2011～2013年新兴县耕地质量等别年度更新评价成果。

1.3研究方法

1.3.1耕地数量变化强度。耕地数量变化幅度指的是耕地在一段时间内面积的变化，通过研究耕地数量变化的幅度，可以了解在此时间段内耕地利用的强弱程度。耕地数量变化幅度计算公式为：

R=Ua-Ub

(1)

(2)

式中，a、b为期初、期末的年份；R为[a,b]时间段内的耕地数量变化幅度；RA为[a,b]时间段内的耕地年平均变化幅度；Ub、Ua为期初和期末的土地利用总面积；T为Ua～Ub的时间长度。

1.3.2耕地数量动态变化。土地利用动态度可以显示某一种土地利用类型在一定时期内的数量绝对变化动态速度和流转速度[1]。本研究通过计算单一型土地利用动态度来对新兴县2010年到2013年耕地做动态变化分析。单一型土地利用动态度计算公式为：

(3)

式中，W为[a,b]时间段内的土地利用动态度。该研究中W为新兴县耕地Ub、Ua为期初和期末的土地利用总面积；T为Ua到Ub的时间长度。

1.3.3耕地类型转化数量。土地利用类型之间的转移矩阵可以清晰表示出区域间土地利用结构的变化大小和方向[2]。该研究通过计算2010～2013年新兴县耕地利用类型转入转出面积和转移概率矩阵来描述新兴县耕地转化情况。

土地利用面积转移矩阵的一般计算公式为：

(4)

式中，S为土地利用类型的面积;i,j分别为土地利用类型;Sij为在一定时期内土地利用类型i转化为土地利用类型j的面积;n为土地利用类型个数。对于该研究来说，由于仅研究耕地一种土地利用类型变化的转入和转出情况，即S22～Snn不做研究。

土地利用转移概率的计算公式为：

(5)

式中，P为耕地利用类型的转移概率;S为土地利用类型的面积;i、j分别为土地利用类型;Sij为在一定时期内土地利用类型i转化为土地利用类型j的面积;n为土地利用类型个数。

2　结果与分析

2.1耕地数量时空变化分析在人地矛盾日益尖锐的今天，清晰了解耕地的数量、分布、变化规律尤其重要。该研究主要从2010～2013年耕地数量变化幅度、变化动态度和类型转移等方面分析新兴县耕地数量的时空变化。

2.1.1耕地数量变化强度分析。根据统计数据利用公式(1)、(2)分别对2010～2013年新兴县各乡镇耕地数量幅度进行统计，得出新兴县在此时间段内的耕地空间数量幅度变化信息，结果见表1。

由表1可知，2010～2013年新兴县耕地总量总体呈减少状态，共减少30.39 hm2，平均每年减少10.13 hm2。但是2010～2011年耕地数量净增加，共净增耕地58.36 hm2，2011～2013年耕地数量呈现净减少状态，特别是2012～2013年减少幅度最大。

从耕地变化幅度看，2010～2013年新兴县耕地增加幅度最大的是稔村镇，共耕地净增加18.35 hm2，耕地增长幅度为6.12 hm2/a；而新城镇作为县城，耕地净减少最多，共净减少耕地17.66 hm2，耕地下降幅度为175.89 hm2/a。

表1　2010～2013年新兴县各乡镇耕地数量幅度变化

2.1.2耕地数量动态变化分析。根据统计数据，利用公式(3)，计算得到2010～2013年新兴县各乡镇耕地数量动态变化情况(表2)。从表2可以得出，2010～2013年新兴县耕地利用动态变化度为-0.04%，耕地利用动态变化度相对较小。相对于耕地数量的幅度变化，新兴县耕地面积动态变化更能反映出新兴县对耕地的利用程度。而对于新兴县各个乡镇的耕地面积动态变化，新城镇变化速度最大，平均每年变化0.16%，良洞迳林场变化速度最小，3a仅有0.01%的耕地发生变化。

2.1.3耕地类型转化数量分析。通过叠加分析，获得2010～2013年新兴县耕地转出和转入图层，利用公式(4)、(5)统计和计算耕地转入转出面积和概率，得到新兴县2010～2013年耕地转移情况(表3)。

由表3可知，2010～2013年，新兴县耕地转入81.50 hm2，耕地转出97.91 hm2，转出耕地大于转入耕地。在转出的耕地中，耕地转为建设用地的面积最大，为96.20 hm2，占转出耕地的98.25%；在转入的耕地统计中，从林地转成耕地的数量较大，有74.59 hm2，占转入耕地的91.52%。2010～2013年新兴县耕地流转情况说明了新兴县建设用地占用耕地的情况仍然是造成耕地灭失的主要因素，新兴县重视耕地资源的开发利用，几年间通过开垦耕地努力实现占补平衡，但是在林地和园地转入耕地占主导的耕地开发方式值得商榷。

表2　新兴县各乡镇2010～2013年耕地利用动态变化

表3　2010～2013年新兴县耕地类型转移情况

2.2耕地质量时空变化分析2012年国土资源部在各个省部署开展耕地质量等级补充完善工作，将农用地的分等成果更新至二调成果上，建立了全国耕地质量等级数据库[3]。基于耕地质量评价结果，许多学者同时开始对耕地质量时空格局变化规律做出研究[4-7]。

2.2.1耕地质量等别面积变化。耕地数量的变化必然会引起耕地质量等别的面积变化。对2010～2013年新兴县耕地质量等别面积变化情况进行统计，结果见表4和图1。

从表4和图1可以看出，2010～2013年新兴县耕地质量整体呈现逐渐有所提高的趋势。9等地和10等地的耕地面积逐步扩大，分别由2010年的5 635.43和3 902.44 hm2增长到2013年的6 630.03和4 029.08 hm2；七等地和八等地面积有所下降，分别由2010年的6 328.58和2 805.45 hm2下降到2013年的5 211.23和2 727.86 hm2；六等地也从2010年的2 362.48 hm2增加到2013年的2 412.88 hm2，增加50.40 hm2，而其他等别的耕地则面积变化不大。

图1　2010～2013年新兴县耕地质量等别面积变化Fig. 1　Area changes of cultivated land quality grade in Xinxing County in 2010-2013

2.2.2耕地质量等别空间变化。耕地质量等别的空间变化更能对。2010～2013年新兴县耕地质量等别空间变化情况见表5。

表42010～2013年新兴县耕地质量等别面积统计

Table 4Area statistics of cultivated land quality grade in Xinxing County in 2010-2013

hm2

从表5可以看出，耕地质量等别的变化在空间上呈现不均衡的状况。区域耕地质量等别变化最大的为天堂镇，8等地减少1 126.52 hm2，9等地增加1 123.87 hm2；其次为东成镇，9等地的变化量为-147.28 hm2；其他镇的耕地质量等别的变化则不是那么明显。

2.3耕地变化原因分析新兴县耕地数量及质量等别变化原因可以归纳为3类：导致耕地增加的因素、导致耕地减少的因素及耕地建设项目。根据新兴县耕地等别研究成果，在导致耕地增加的驱动因素中主要有土地开发；在导致耕地减少的驱动因素中主要有建设占用、农业结构调整及其他等因素；在耕地建设中的驱动因素主要是高标准基本农田建设。

近年来，新兴县开展了一系列土地整治项目(主要为高标准基本农田建设项目)，主要开展土地平整、农田水利、田间道路、农田生态防护及土壤改良培育等建设，通过这些建设，改善了生产条件，提高了生产效率和效益，为实现农业现代化、机械化种植提供了基础条件，为农业高产稳产创造了条件。这些基础条件的提升也带来耕地等别的提升。

新兴县近年来没有发生重大自然灾害，因此不存在灾害导致耕地减少或灭失的情况，同时研究发现农用地内部结构调整导致耕地减少的数量非常有限，因此引起新兴县耕地减少的因素可归结为建设占用。

表5　新兴县2010～2013年耕地质量等别区域变化

3　结论

该研究基于新兴县土地利用变更数据库成果和耕地质量等别更新评价成果，分析了2010～2013年新兴县耕地的数量、质量及时空变化特征，得出以下结论：

(1)2010～2013年新兴县耕地数量呈现减少状态，2012～2013年减少幅度最大。2010～2013年新兴县耕地利用动态变化度为-0.04%，耕地利用动态变化度相对较小，各乡镇中新城镇变化速度在各乡镇中为最大。在2010～2013年新兴县耕地转入中，以有林地为主，耕地转出以建设用地为主。

(2)2010～2013年新兴县耕地质量整体呈现逐渐提高的趋势，主要省利用等10等地增长明显。在区域耕地质量等别变化中，天堂镇耕地质量等别变化明显，耕地质量等别的总体提升也要较为明显。

(3)新兴县耕地数量及质量等别变化原因可以归纳为耕地新增、耕地减少和耕地质量建设3大原因。耕地新增的主要原因为土地开发，耕地减少的主要去向为建设占用，耕地质量建设的主要驱动力则是高标准基本农田建设项目。

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The Quantity, Quality, Temporal and Spatial Variations of Cultivated Land in County Region

GOU Wu-long, LI Wen-fang, HUANG Zi-hao et al

(Guangdong Youyuan Land Information Technology Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510642)

With Xinxing County of Guangdong Province as the research case, we adopted the grade update evaluation dada of cultivated land quality and land use change data in 2010-2013. The quantity, quality, temporal and spatial variation characteristics of cultivated land were analyzed in Xinxing County in 2010-2013, and the changing reason was also analyzed. Results showed that the quantity of cultivated land showed a decreasing trend in Xinxing County in 2010-2013; the dynamic variation degree of cultivated land was relatively small, and the increase of cultivated land mainly came from forest land. The decrease of cultivated land was mainly due to the occupation of land for construction. As for the aspect of quality, the overall quality of cultivated land showed a gradual increase trend in 2010-2013 in Xinxing County, and regional cultivated land quality had significant change differences. As for the reason of these changes, the land development, construction occupation and the quality of cultivated land were the three main reasons.

Cultivated land; Quantity; Quality grade; Temporal and spatial variation

缑武龙(1983- )，男，河北平山人，工程师，硕士，从事土地资源利用与评价研究。

2016-05-25

F 301.2

A

0517-6611(2016)18-200-04